Spicy Tomato: Brasilianske Forskere Er Genetisk Engineering Heat

Mellom krydret arrabbiata saus og varme røde karriretter, ville du være hardt presset for å finne en tomatrett som ikke er gjort bedre med litt varme. Den klassiske kombinationsboksen innebærer vanligvis å kaste inn noen paprika med noen biffstykker eller blommer, men det kan endres hvis et prosjekt foreslått av et team av brasilianske forskere får det grønne lyset. Som de argumenterer i en opinion artikkel i Trender i plantevitenskap På mandag er tiden moden for en genetisk konstruert krydret tomat.

Med papiret kunngjør laget sin intensjon om å konstruere en, men det er ikke hovedmålet å servere røde retter. Capsaicinoider, de krydrede forbindelsene i paprika, er næringsverdige og nyttige for næringer som legemidler og våpen, men peppers er notorisk vanskelig å dyrke i stor skala. Tomater er i mellomtiden en pålitelig avling. Kombinere de to kan gi en industrielt nyttig plante - og kaste lys på et dårlig forstått aspekt av varm pepperbiologi.

"Vi trodde det ville vært morsomt om vi kunne slå dem sammen i en enkelt forskningslinje, forteller seniorforfatter Agustín Zsögön, ph.d., plantefysiolog ved Forbundsuniversitetet i Viçosa i Brasil. Omvendt.

Tomater og capsaicinholdige paprika, begge deler av familien Solanaceae, delte en evolusjonær forfedre for ca 19 millioner år siden. Spalten skapte søte tårtetomene vi kjenner i dag, samt deres krydret fettere, chili peppers, som utviklet capsaicinoider for å straffe rovdyr. Tomater bærer faktisk genene som produserer capsaicinoider i chili peppers, bare de er sovende. Men fordi vi nå har presise genredigeringsverktøy som CRISPR-Cas9, argumenterer laget, disse gener trenger ikke å være stille.

Hvis forskere kunne konstruere en pålitelig voksende tomatplantasje som produserer masse capsaicinoider, ville det være verdifullt både inne i kjøkkenet og ute. Capsicum frukt, forfatterens notat, har høye nivåer av vitamin A og C, og capsaicinoidmolekylene har antiinflammatoriske, antioksidanter, antitumor og vekttap egenskaper. Ren capsaicin brukes også i pepper spray.

Zsögön og hans kolleger, hvis interesse for tomater og paprika stammer fra at de er tradisjonelle sydamerikanske avlinger, nylig publisert et papir i Naturbioteknologi viser hvordan man kan "tamme" en vill tomat med bare genredigering. Mens dagens store, røde, næringsrike tomater er resultatet av mange generasjoner av selektiv avl, visste Zsögön og hans team nok om tomatgenometet at de brukte CRISPR-Cas9 for å gi samme effekt i ett trinn. Gjennom deres oppdrag å konstruere en krydret tomat, håper de å fullføre Capsicum genom, som hjelper forskere bedre å forstå hvordan chili peppers får sin varme.

"Capsaicinoid biosyntese er ganske kompleks og ikke tilstrekkelig forstått," forklarer Zsögön. "I mange år var den hellige gralen enzymet som kontrollerte det siste biokjemiske trinnet på banen, kalt capsaicin synthase. Ved mye innsats ble genet som koder for dette enzymet, til slutt identifisert. Variasjon i sekvensen av dette genet er årsaken til variasjonen mellom varme og søte paprika."

Gjennom dette nye prosjektet håper Zsögön og hans team å fylle ut hva forskere fortsatt ikke vet om capsaicinoidproduksjon. "For eksempel er vi fortsatt i tap for å forklare hvorfor noen pepper varianter er varmere enn andre," sier han.

Hvis teamet vellykket utvikler en krydret tomat, skriver forskerforfatterne, ville det utgjøre et «viktig bevis på konsept som kan bli utvidet til produksjon av andre verdifulle metabolitter i fremtiden.» Med andre ord kan tomater vise seg å være et viktig kjøretøy for andre forbindelser, som bixin (en rødaktig kjemikalie som brukes i kosmetikk) og beta-karoten, en viktig antioksidant.

Det ville selvfølgelig også være et godt tillegg til mange kjøkken. "Jeg vil nok bruke det til å lage varm guacamole," sier Zsögön. "Jeg elsker meksikansk mat."